3d 金属插层过渡金属硫族化物中呈现的拓扑半金属相
强关联电子
2019-10-08 v2
摘要
在寻找具有洁净能带特征的稳定拓扑半金属过程中，我们通过基于杂化泛函的第一性原理计算筛选了所有 3 金属插层过渡金属硫族化物（3dI-TMDCs）。识别出两类在 平面（无自旋轨道相互作用）具有十二个 Weyl 节点的拓扑材料：(a) 破缺时间反演的 Weyl 半金属 VTX（铁磁性）与 (b) 无自旋 Weyl 半金属 MnTX（非磁性），其中 T=Nb, Ta；X=S, Se。作为 (a) 类原型的 VNbS 是半金属的，仅有两条能带在费米能级相交形成 Weyl 节点。非磁相中的 MnNbS 本质上是 VNbS 的无自旋版本，具有同样洁净而简单的能带特征。尽管空间群对称性（P622）意味着两条能带在远离 Weyl 节点的 处简并解除，但沿连接 Weyl 节点的环路能隙仍极小（ 0.1 meV）。这一准节线简并由晶格的准镜面对称性（由面内二重旋转轴诱导）以及能带的特定轨道性质所解释。3dI-TMDCs 是化学与热稳定的化学计量化合物，不含毒性元素，是研究拓扑凝聚态物理的可行平台。
引用
@article{arxiv.1904.09074,
title = {Topological semimetal phases manifested in transition metal dichalcogenides intercalated with 3d metals},
author = {Takeshi Inoshita and Motoaki Hirayama and Noriaki Hamada and Hideo Hosono and Shuichi Murakami},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.09074},
year = {2019}
}
备注
Revised to include a detailed discussion of the effect of spin-orbit interactions on the topology of VNb$_3$S$_6$. [See Figs. 2(d) and (e).] The other figures were also updated for enhanced clarity